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Glykolyse und alkoholische Gärung
Die Glykolyse ist der bedeutendste anaerobe Abbauweg der Kohlenhydrate im Stoffwechsel der Tiere, Pflanzen und Mikroorganismen. Die Glykolyse dient der Zelle zur Energiegewinnung unter anaeroben Bedingungen. Von einem Mol umgesetzter Glucose werden 150 kJ Energie erhalten, die zur Nettosynthese von 2 Mol ATP dienen. Im Muskel entsteht durch die Hydrierung des Pyruvats Lactat (Milchsäuregärung), in der Hefe unter Decarboxylierung Ethanol (alkoholische Gärung). Dank der Regenerierung von NAD+ kann die Glykolyse kontinuierlich ablaufen.
Im Verlauf der Glykolyse können vier Phasen unterschieden werden.
1. Die Bildung von zwei Molekülen Triosephosphat aus einem Molekül Hexose unter Verbrauch von 2 ATP.
2. Die Dehydrierung des Triosephosphats zu 2-Phosphoglycerat mittels NAD+ unter Gewinnung von ATP.
3. Die Umwandlung von 2-Phosphoglycerat zu Pyruvat unter abermaliger ATP-Synthese.
4. Die Regeneration des NAD+.
Hefe baut besonders unter anaeroben Bedingungen Zucker zu Ethanol und CO2 ab. Die letzen zwei Reaktionen der alkoholischen Gärung liefern keine Energie, sind jedoch notwendig, um NAD+ zu regenerieren (wozu wird NAD+ gebraucht?).
Im menschlichen Organismus läuft die alkoholische Gärung nicht ab. Es fehlt die Pyruvat-Decarboxylase. Hingegen ist Alkoholdehydrogenase vorhanden. Der grösste Teil von aufgenommenem Ethanol wird durch Umkehr dieser Reaktion abgebaut.
Weiterführender Artikel: (auf Englisch) PDB Molecule of the Month Feb. 2004: The Glycolytic Enyzmes